A lua de Saturno, Encélado, tem cativado os cientistas desde o Voyager 2 missão passada pelo sistema em 1981. O mistério só se aprofundou desde a chegada do Cassini sonda em 2004, que incluiu a descoberta de quatro fissuras paralelas lineares ao redor da região polar do sul. Esses recursos foram apelidados de "Tiger Stripes" devido à sua aparência e à maneira como se destacam do resto da superfície.
Desde a sua descoberta, os cientistas tentaram responder o que são e o que os criou em primeiro lugar. Felizmente, novas pesquisas lideradas pelo Instituto Carnegie de Ciência revelaram a física que governa essas fissuras. Isso inclui como eles estão relacionados à atividade das plumas da lua, por que eles aparecem ao redor do pólo sul de Encélado e por que outros corpos não têm características semelhantes.
O estudo, que apareceu recentemente na revista Astronomia da natureza, foi liderado por Doug Hemingway - um Carnegie Fellow do Departamento de Magnetismo Terrestre do Instituto. A ele se juntaram os cientistas planetários Maxwell Rudolph, da Universidade da Califórnia Davis e Michael Manga, da Universidade da Califórnia em Berkeley.
Para o estudo deles, a equipe empregou modelos geofísicos de Enceladus para investigar as forças físicas que permitiram que as listras do tigre se formassem e permanecessem no lugar ao longo do tempo. De particular interesse foi a razão pela qual essas faixas estão presentes apenas no polo sul da lua e por que são espaçadas de maneira uniforme. Como Hemingway explicou:
Visto pela primeira vez pela missão da Cassini em Saturno, essas faixas são como nada mais conhecido em nosso Sistema Solar. Eles são paralelos e espaçados de maneira uniforme, com cerca de 130 quilômetros de comprimento e 35 quilômetros de distância. O que os torna especialmente interessantes é que eles estão continuamente em erupção com gelo de água, mesmo enquanto falamos. Nenhum outro planeta ou lua gelada tem algo parecido com eles.
A resposta à primeira pergunta mostrou-se bastante interessante. Aparentemente, os modelos revelaram que as fissuras que compõem as listras poderiam ter se formado em ambos os pólos, elas simplesmente se formaram primeiro no pólo sul. A razão de sua existência, por outro lado, tem a ver com a interação de Encélado com Saturno e a excentricidade de sua órbita.
Para resumir, Encélado leva um pouco mais de um dia (1,37 para ser exato) para completar uma única órbita de Saturno. Devido à ressonância orbital de movimento médio de 2: 1, que possui com o vizinho Dione, Enceladus 'experimenta alguma excentricidade em sua órbita (0,0047), passando de 236.918 km (147.214 mi) em sua mais próxima (periapsia) para 239.156 km (148.605 mi ) mais distante (apoapsis).
Essa excentricidade faz com que Encélado se estique e flexione, resultando em aquecimento interno e atividade geotérmica. Esse processo é o que permite a Encélado manter um oceano interior em sua fronteira principal. É nos polos onde os maiores efeitos dessa deformação induzida pela gravitação são sentidos, o que leva a camada de gelo a ser mais fina aqui e a formação de fissuras.
Esse processo também leva a períodos de resfriamento, durante os quais alguns dos oceanos subterrâneos de Enceladus congelam. Esse descongelamento e congelamento fará com que a camada de gelo fique espessa e fina por baixo, causando mudanças na pressão que levam a fissuras. Como a camada de gelo é mais fina nos pólos, é mais suscetível a rachaduras, levando às listras do tigre.
Todos esses recursos recebem nomes de cidades que são apresentadas no compêndio árabe de contos populares As noites da Arábia: Alexandria Sulcus, Cairo Sulcus, Bagdá Sulcus e Damasco Sulcus. A equipe acredita que a fissura de Bagdá Sulcus foi a primeira a se formar e não congelou novamente depois. Isso permitiu que as plumas de água entrassem em erupção por dentro, o que acabou causando mais três fissuras paralelas.
Basicamente, depois que as plumas de água pulverizavam da superfície da lua, elas recongelavam no espaço e eram redefinidas como neve na superfície. À medida que a neve se acumulava nas bordas da fissura de Bagdá, o peso acumulado adicionava outra fonte de pressão sobre a camada de gelo. Como Max Rudolph explicou, isso não explica apenas como essas fissuras se formaram, mas também porque elas correm paralelas uma à outra.
"Nosso modelo explica o espaçamento regular das rachaduras", disse ele. "Isso fez com que a camada de gelo flexionasse apenas o suficiente para desencadear uma rachadura paralela a cerca de 35 quilômetros [mi] de distância".
Esse mesmo mecanismo explica por que as fissuras de Encélado permanecem abertas e continuam em erupção com plumas de água. A interação das marés da lua com Saturno leva a um ciclo constante de alongamento e flexão. Isso impede que as fissuras se fechem e, em vez disso, garante que elas experimentem um padrão regular de alargamento e estreitamento.
Por que isso acontece em Encélado e não em outras luas - como Ganimedes, Europa, Titã e outros "mundos oceânicos" - que se resumem ao tamanho. As luas maiores têm uma gravidade mais forte que impede que as fraturas causadas pelas interações das marés se abram até o interior. Portanto, Encélado é a única lua gelada conhecida em que as listras do tigre podem ocorrer. Como Hemingway caracterizou:
"Como é graças a essas fissuras que conseguimos provar e estudar o oceano subterrâneo de Encélado, que é amado pelos astrobiólogos, pensamos que era importante entender as forças que os formaram e sustentaram. Nossa modelagem dos efeitos físicos experimentados pela concha gelada da lua aponta para uma sequência potencialmente única de eventos e processos que podem permitir a existência dessas faixas distintas. ”
Nas décadas seguintes, espera-se que outra missão possa ser enviada ao sistema de Saturno para explorar Encélado em mais detalhes. Os dados obtidos pelo Cassini confirmou que as plumas que emergem de suas fissuras contêm moléculas orgânicas. Missões futuras tentarão determinar se existe vida extraterrestre abaixo da superfície gelada da lua.
